馬塔哈裏過著奢侈放蕩的生活，經常入不敷出。第壹次世界大戰爆發後，為了增加收入，瑪塔·哈裏轉而從事間諜活動。1915年，她正式成為德國情報機構的間諜。她用美色勾引法國軍政要員，從無數身居要職的情人那裏騙取軍事機密，並將情報傳遞給德國。德國人為此付給她數百萬美元。然而，她與各國官員的頻繁接觸很快引起了法國政府的懷疑。她被捕了。消息出來後，很多人都不敢相信。他們以為馬塔哈裏只是喜歡和男人調情，喜歡冒險，根本不會是真正的間諜。還有人猜測，馬塔·哈裏試圖充當雙重間諜。她自己在法庭上辯稱:“我是妓女，沒錯；但我不是叛徒，從來不是。”最終，法國軍方仍將馬塔·哈裏定性為超級間諜，並以叛國罪判處其死刑。1917，瑪爾塔·哈利被處決。直到行刑，她還是那麽可愛。她拒絕捂住眼睛，也不讓劊子手把她綁在木樁上。被槍斃前，據說她還向12人的行刑隊送飛吻。
奇怪的事情還在後面:
馬塔·哈裏死後，她的頭顱被保存在阿納托利博物館。經過特殊的技術處理後，這位浪漫的間諜仍然保持著她紅唇的頭發活靈活現，栩栩如生。2000年，馬塔哈裏的頭像不見了，壹般認為是被他的崇拜者偷走了。隨後，馬塔哈裏基金會決定在她的家鄉為她建壹座博物館，裏面將陳列大量的物件，包括馬塔哈裏充滿激情的情書、色彩斑斕的舞臺服裝、令人眼花繚亂的珠寶、姿勢各異的裸照以及她被捕後寫的壹份自述。盡管有爭議，但據說博物館還是建成了。